JPH11175921A - 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置 - Google Patents
磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置Info
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- JPH11175921A JPH11175921A JP33589897A JP33589897A JPH11175921A JP H11175921 A JPH11175921 A JP H11175921A JP 33589897 A JP33589897 A JP 33589897A JP 33589897 A JP33589897 A JP 33589897A JP H11175921 A JPH11175921 A JP H11175921A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気トンネリング現象を用いる高感度な磁気
抵抗効果型ヘッドを得る。 【解決手段】 第１の磁性層１４、絶縁層１５、第２の
磁性層１６の順に形成されている多層膜を用いた磁気抵
抗効果型ヘッドにおいて、絶縁層１５として周期律表の
IVａ、Ｖａ族元素であるＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，
Ｔａの群から選択された１つの元素の酸化物又は複数の
元素からなる合金の酸化物を用いる。これらの金属元素
は、酸化されやすく、融点が比較的高いため、層厚の均
一な絶縁層を得ることができる。
抵抗効果型ヘッドを得る。 【解決手段】 第１の磁性層１４、絶縁層１５、第２の
磁性層１６の順に形成されている多層膜を用いた磁気抵
抗効果型ヘッドにおいて、絶縁層１５として周期律表の
IVａ、Ｖａ族元素であるＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，
Ｔａの群から選択された１つの元素の酸化物又は複数の
元素からなる合金の酸化物を用いる。これらの金属元素
は、酸化されやすく、融点が比較的高いため、層厚の均
一な絶縁層を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い感度を有する
再生用磁気ヘッド及びその磁気ヘッドを用いた磁気記録
再生装置に関する。
再生用磁気ヘッド及びその磁気ヘッドを用いた磁気記録
再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録の高密度化に伴い、磁気記録再
生装置の再生用磁気ヘッドとして、JulliereによるPhys
ics Letters,54A巻（1975年），3号，225ページに掲載
された"Tunneling between Ferromagnetic Films"に記
載の磁気トンネリング現象を示す多層膜の磁気抵抗効果
型ヘッドへの応用が検討されつつある。この磁気磁気抵
抗効果型ヘッドは、２層の磁性層で絶縁層を挟んだ構造
を有する磁気抵抗効果素子を備え、磁気抵抗効果素子の
２つの磁性層の磁化の向きが平行になっている時の方が
反平行になっている時より電子が絶縁層をトンネリング
する確率が高いことを利用して記録磁化の検出を行うも
のである。２層の磁性層で保磁力の大きさを変えたり、
片方の磁性層に反強磁性層を接触させた構造とすること
により、記録磁化からの漏洩磁界の作用で一方の磁性層
の磁化のみが反転して２つの磁性層の磁化の向きが平行
になったり反平行になったりするようにし、絶縁層を流
れるトンネル電流の大きさを検出することによって記録
磁化を検出する。
生装置の再生用磁気ヘッドとして、JulliereによるPhys
ics Letters,54A巻（1975年），3号，225ページに掲載
された"Tunneling between Ferromagnetic Films"に記
載の磁気トンネリング現象を示す多層膜の磁気抵抗効果
型ヘッドへの応用が検討されつつある。この磁気磁気抵
抗効果型ヘッドは、２層の磁性層で絶縁層を挟んだ構造
を有する磁気抵抗効果素子を備え、磁気抵抗効果素子の
２つの磁性層の磁化の向きが平行になっている時の方が
反平行になっている時より電子が絶縁層をトンネリング
する確率が高いことを利用して記録磁化の検出を行うも
のである。２層の磁性層で保磁力の大きさを変えたり、
片方の磁性層に反強磁性層を接触させた構造とすること
により、記録磁化からの漏洩磁界の作用で一方の磁性層
の磁化のみが反転して２つの磁性層の磁化の向きが平行
になったり反平行になったりするようにし、絶縁層を流
れるトンネル電流の大きさを検出することによって記録
磁化を検出する。
【０００３】このような磁気トンネリング現象を示す多
層膜では、平坦な優れた特性を有する絶縁層を形成する
ことが最も重要である。比較的優れた絶縁層を形成する
方法として、TezukaらによるJournal of Applied Physi
cs, 79巻(1996年), 8号, 6262ページに掲載された "Mag
netic Tunneling effect in Fe/Al2O3 /Ni1-XFeX Junct
ions"に記載のように、Ａｌを自然酸化させる方法、あ
るいはMooderaらによる1997 Digests of INTERMAG '97,
FA-04に掲載された "Large Magnetoresistancein Tunn
el Junctions - Potential for MRAM and Read Head"
に記載のように、Ａｌを酸素プラズマにさらし、酸化さ
せる方法がある。
層膜では、平坦な優れた特性を有する絶縁層を形成する
ことが最も重要である。比較的優れた絶縁層を形成する
方法として、TezukaらによるJournal of Applied Physi
cs, 79巻(1996年), 8号, 6262ページに掲載された "Mag
netic Tunneling effect in Fe/Al2O3 /Ni1-XFeX Junct
ions"に記載のように、Ａｌを自然酸化させる方法、あ
るいはMooderaらによる1997 Digests of INTERMAG '97,
FA-04に掲載された "Large Magnetoresistancein Tunn
el Junctions - Potential for MRAM and Read Head"
に記載のように、Ａｌを酸素プラズマにさらし、酸化さ
せる方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにＡｌを酸
化させて絶縁層を形成する方法では、磁性層上にＡｌ層
を形成する必要がある。しかし、Ａｌの融点が低いため
に、スパッタリング法を用いても厚さの均一なＡｌ層を
形成することは困難である。従って、上記Ａｌ層を酸化
させた絶縁層の厚さも不均一となる。絶縁層厚の不均一
性は、多層膜の磁気抵抗変化率を低下させるという問題
がある。
化させて絶縁層を形成する方法では、磁性層上にＡｌ層
を形成する必要がある。しかし、Ａｌの融点が低いため
に、スパッタリング法を用いても厚さの均一なＡｌ層を
形成することは困難である。従って、上記Ａｌ層を酸化
させた絶縁層の厚さも不均一となる。絶縁層厚の不均一
性は、多層膜の磁気抵抗変化率を低下させるという問題
がある。
【０００５】本発明は、磁気トンネリング現象を示す多
層膜の磁気抵抗効果型ヘッドへの応用におけるこのよう
な問題点に鑑みてなされたもので、絶縁層に改良を加え
て高感度な磁気抵抗効果型ヘッドを提供することを目的
とする。
層膜の磁気抵抗効果型ヘッドへの応用におけるこのよう
な問題点に鑑みてなされたもので、絶縁層に改良を加え
て高感度な磁気抵抗効果型ヘッドを提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、磁気トン
ネリング現象を示す多層膜について鋭意研究を重ねた結
果、絶縁層として、酸化されやすく、また、融点の比較
的高い金属の酸化物を用いることにより、層厚の均一な
絶縁層を得ることができることを見出し、本発明を完成
するに至った。
ネリング現象を示す多層膜について鋭意研究を重ねた結
果、絶縁層として、酸化されやすく、また、融点の比較
的高い金属の酸化物を用いることにより、層厚の均一な
絶縁層を得ることができることを見出し、本発明を完成
するに至った。
【０００７】すなわち、本発明は、第１の磁性層、絶縁
層、第２の磁性層の順に形成されている多層膜を用いた
磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、上記絶縁層が、周期律
表のIVａ、Ｖａ族元素であるＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａの群から選択された１つの元素の酸化物又は複
数の元素からなる合金の酸化物からなることを特徴とす
る。合金は、例えばＨｆ−Ｚｒ，Ｎｂ−Ｔｉなど、任意
の元素の組み合わせを用いることができる。
層、第２の磁性層の順に形成されている多層膜を用いた
磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、上記絶縁層が、周期律
表のIVａ、Ｖａ族元素であるＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａの群から選択された１つの元素の酸化物又は複
数の元素からなる合金の酸化物からなることを特徴とす
る。合金は、例えばＨｆ−Ｚｒ，Ｎｂ−Ｔｉなど、任意
の元素の組み合わせを用いることができる。
【０００８】Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａは、酸
化されやすい金属である。また、融点も比較的高いた
め、均一な厚さを有する金属層を形成することができ
る。このため、均一な厚さおよびトンネルバリアが高く
優れた絶縁性を有する絶縁層を得ることができる。Ｔ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａのうちでも、Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｈｆ，Ｔａは原子が大きく磁性層との拡散が生じに
くいので好ましい。また、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆは金属層が
非晶質になりやすいため平坦な絶縁層の形成にとって有
利である。さらに、Ｚｒ及びＨｆは自然酸化しやすいた
め、短時間で酸化させることができ、また酸化物が安定
でトンネルバリアーが破壊されにくいため最も好まし
い。ただ、Ｈｆは高価なのが欠点である。
化されやすい金属である。また、融点も比較的高いた
め、均一な厚さを有する金属層を形成することができ
る。このため、均一な厚さおよびトンネルバリアが高く
優れた絶縁性を有する絶縁層を得ることができる。Ｔ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａのうちでも、Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｈｆ，Ｔａは原子が大きく磁性層との拡散が生じに
くいので好ましい。また、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆは金属層が
非晶質になりやすいため平坦な絶縁層の形成にとって有
利である。さらに、Ｚｒ及びＨｆは自然酸化しやすいた
め、短時間で酸化させることができ、また酸化物が安定
でトンネルバリアーが破壊されにくいため最も好まし
い。ただ、Ｈｆは高価なのが欠点である。
【０００９】第１の磁性層又は第２の磁性層に反強磁性
層が接した構造としてもよい。また、第１の磁性層と第
２の磁性層の保磁力を変えることにより、記録磁化から
の漏洩磁界の作用で一方の磁性層の磁化のみが反転する
ようにしても良い。この磁気抵抗効果型ヘッドは誘導型
磁気ヘッドと組み合わせることができる。本発明による
と、絶縁層の厚さを均一とすることができるため、磁気
抵抗効果型ヘッドの再生出力が高く、超高密度磁気記録
装置の再生用磁気ヘッドとして有効な磁気ヘッドを得る
ことができる。
層が接した構造としてもよい。また、第１の磁性層と第
２の磁性層の保磁力を変えることにより、記録磁化から
の漏洩磁界の作用で一方の磁性層の磁化のみが反転する
ようにしても良い。この磁気抵抗効果型ヘッドは誘導型
磁気ヘッドと組み合わせることができる。本発明による
と、絶縁層の厚さを均一とすることができるため、磁気
抵抗効果型ヘッドの再生出力が高く、超高密度磁気記録
装置の再生用磁気ヘッドとして有効な磁気ヘッドを得る
ことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 ［実施の形態１］図１は、多層膜を用いた本発明の磁気
抵抗効果素子の一例の断面模式図である。同図におい
て、基板１１にはＳｉ（１００）単結晶、下部電極１２
には厚さ１０ｎｍのＡｕを用いた。Ａｕ層の形成にはイ
オンビームスパッタリング法を用いた。蒸着用イオンガ
ンの加速電圧は３００Ｖ、イオン電流は４０ｍＡ、蒸着
中のＡｒ圧力は０．０２Ｐａである。下部電極１２の上
に、２００μｍ×２００μｍの正方形の穴の開いた絶縁
体１３をスパッタリングおよびリソグラフィにより形成
した。絶縁体１３の材料はＳｉＯ2である。
施の形態を説明する。 ［実施の形態１］図１は、多層膜を用いた本発明の磁気
抵抗効果素子の一例の断面模式図である。同図におい
て、基板１１にはＳｉ（１００）単結晶、下部電極１２
には厚さ１０ｎｍのＡｕを用いた。Ａｕ層の形成にはイ
オンビームスパッタリング法を用いた。蒸着用イオンガ
ンの加速電圧は３００Ｖ、イオン電流は４０ｍＡ、蒸着
中のＡｒ圧力は０．０２Ｐａである。下部電極１２の上
に、２００μｍ×２００μｍの正方形の穴の開いた絶縁
体１３をスパッタリングおよびリソグラフィにより形成
した。絶縁体１３の材料はＳｉＯ2である。
【００１１】さらに、厚さ５ｎｍのＣｏ層からなる磁性
層１４を形成した。磁性層１４の保磁力は８００Ａ／ｍ
である。磁性層１４の上にＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａからなる厚さ２．０ｎｍの金属層をそれぞれ形
成した６種類の試料を作成した後、一度、大気中に試料
を出した。大気に２４時間、試料をさらすことにより、
上記金属の酸化物を形成し、絶縁層１５とした。磁性層
１６には、厚さ５ｎｍのＮｉ−２０ａｔ％Ｆｅ合金層を
用いた。磁性層１６の保磁力は８０Ａ／ｍ、異方性磁界
は４００Ａ／ｍである。
層１４を形成した。磁性層１４の保磁力は８００Ａ／ｍ
である。磁性層１４の上にＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａからなる厚さ２．０ｎｍの金属層をそれぞれ形
成した６種類の試料を作成した後、一度、大気中に試料
を出した。大気に２４時間、試料をさらすことにより、
上記金属の酸化物を形成し、絶縁層１５とした。磁性層
１６には、厚さ５ｎｍのＮｉ−２０ａｔ％Ｆｅ合金層を
用いた。磁性層１６の保磁力は８０Ａ／ｍ、異方性磁界
は４００Ａ／ｍである。
【００１２】また、比較例として、厚さ２．０ｎｍのＡ
ｌを同様に大気中にさらすことにより酸化した絶縁層１
５を用いた多層膜も形成した。これらの各層もイオンビ
ームスパッタリング装置により形成した。スパッタリン
グ条件は下部電極形成時と同様である。図１のように、
絶縁体１３の上にも多層膜１４，１５，１６は形成され
る。しかし、これらの部分は下部電極１２と接していな
いため、磁気抵抗効果膜として機能しない。磁気抵抗効
果膜として機能するのは、下部電極１２に接する部分だ
けである。また、図１に示すように、多層膜上に、厚さ
２０ｎｍのＡｕからなる上部電極１７を形成した。
ｌを同様に大気中にさらすことにより酸化した絶縁層１
５を用いた多層膜も形成した。これらの各層もイオンビ
ームスパッタリング装置により形成した。スパッタリン
グ条件は下部電極形成時と同様である。図１のように、
絶縁体１３の上にも多層膜１４，１５，１６は形成され
る。しかし、これらの部分は下部電極１２と接していな
いため、磁気抵抗効果膜として機能しない。磁気抵抗効
果膜として機能するのは、下部電極１２に接する部分だ
けである。また、図１に示すように、多層膜上に、厚さ
２０ｎｍのＡｕからなる上部電極１７を形成した。
【００１３】表１に、形成した多層膜の磁気抵抗変化率
を示す。磁気抵抗変化率は、多層膜に−８０ｋＡ／ｍか
ら＋８０ｋＡ／ｍの間の磁界を往復印加して測定した。
この多層膜では２層の磁性層１４，１６の保磁力が異な
るために、磁化の向きのなす角度が平行と反平行の間を
変化する。そのため絶縁層１５をトンネリングする電子
のトンネル確率が変化して磁気抵抗効果が生じる。な
お、表１に示した磁気抵抗変化率は試料１０個を測定し
た平均の値である。
を示す。磁気抵抗変化率は、多層膜に−８０ｋＡ／ｍか
ら＋８０ｋＡ／ｍの間の磁界を往復印加して測定した。
この多層膜では２層の磁性層１４，１６の保磁力が異な
るために、磁化の向きのなす角度が平行と反平行の間を
変化する。そのため絶縁層１５をトンネリングする電子
のトンネル確率が変化して磁気抵抗効果が生じる。な
お、表１に示した磁気抵抗変化率は試料１０個を測定し
た平均の値である。
【００１４】
【表１】 表１から分かるように、Ａｌを酸化させた絶縁層を用い
た比較例の多層膜の磁気抵抗変化率は比較的低い。これ
は、形成したＡｌ層の平坦性が悪く、薄い部分と厚い部
分が存在し、ピンホールによる磁性層１４と磁性層１６
の短絡が生じたりするためである。これに対し、Ｔｉ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ層を酸化させた場合には、
磁気抵抗変化率は高い。これは、これらの層の平坦性が
良いために、均一な厚さの絶縁層が形成されたためと考
えられる。 ［実施の形態２］図２は、多層膜を用いた本発明の磁気
抵抗効果素子の他の例の断面模式図である。同図におい
て、基板２１にはＳｉ（１００）単結晶、下部電極２２
には、厚さ１０ｎｍのＡｕを用いた。Ａｕ層の形成には
イオンビームスパッタリング法を用いた。形成条件は実
施の形態１と同様である。下部電極２２の上に、２００
μｍ×２００μｍの正方形の穴の開いた絶縁体２３をス
パッタリングおよびリソグラフィにより形成した。絶縁
体２３の材料はＳｉＯ2である。
た比較例の多層膜の磁気抵抗変化率は比較的低い。これ
は、形成したＡｌ層の平坦性が悪く、薄い部分と厚い部
分が存在し、ピンホールによる磁性層１４と磁性層１６
の短絡が生じたりするためである。これに対し、Ｔｉ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ層を酸化させた場合には、
磁気抵抗変化率は高い。これは、これらの層の平坦性が
良いために、均一な厚さの絶縁層が形成されたためと考
えられる。 ［実施の形態２］図２は、多層膜を用いた本発明の磁気
抵抗効果素子の他の例の断面模式図である。同図におい
て、基板２１にはＳｉ（１００）単結晶、下部電極２２
には、厚さ１０ｎｍのＡｕを用いた。Ａｕ層の形成には
イオンビームスパッタリング法を用いた。形成条件は実
施の形態１と同様である。下部電極２２の上に、２００
μｍ×２００μｍの正方形の穴の開いた絶縁体２３をス
パッタリングおよびリソグラフィにより形成した。絶縁
体２３の材料はＳｉＯ2である。
【００１５】さらに、厚さ５ｎｍのＮｉ−２０ａｔ％Ｆ
ｅからなる磁性層２４を形成した。磁性層２４の上にＴ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａからなる厚さ２．０ｎ
ｍの金属層をそれぞれ形成した６種類の試料を作成した
後、一度、大気中に試料を出した。大気に２４時間、試
料をさらすことにより、上記金属の酸化物を形成し、絶
縁層２５とした。磁性層２６には、厚さ５ｎｍのＮｉ−
２０ａｔ％Ｆｅ合金を用い、磁性層２６に接する反強磁
性層２７には、厚さ１０ｎｍのＭｎ−２２ａｔ％Ｉｒ合
金を用いた。
ｅからなる磁性層２４を形成した。磁性層２４の上にＴ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａからなる厚さ２．０ｎ
ｍの金属層をそれぞれ形成した６種類の試料を作成した
後、一度、大気中に試料を出した。大気に２４時間、試
料をさらすことにより、上記金属の酸化物を形成し、絶
縁層２５とした。磁性層２６には、厚さ５ｎｍのＮｉ−
２０ａｔ％Ｆｅ合金を用い、磁性層２６に接する反強磁
性層２７には、厚さ１０ｎｍのＭｎ−２２ａｔ％Ｉｒ合
金を用いた。
【００１６】また、比較例として、厚さ２．０ｎｍのＡ
ｌを酸化した絶縁層２５を用いた多層膜も形成した。こ
れらの各層もイオンビームスパッタリング装置により形
成した。スパッタリング条件は下部電極形成時と同様で
ある。図２のように、絶縁体２３の上にも多層膜２４〜
２７は形成される。しかし、これらの部分は下部電極２
２と接していないため、磁気抵抗効果膜として機能しな
い。磁気抵抗効果膜として機能するのは、下部電極２２
に接する部分だけである。また、図２に示すように、多
層膜上に、厚さ２０ｎｍのＡｕからなる上部電極２８を
形成した。
ｌを酸化した絶縁層２５を用いた多層膜も形成した。こ
れらの各層もイオンビームスパッタリング装置により形
成した。スパッタリング条件は下部電極形成時と同様で
ある。図２のように、絶縁体２３の上にも多層膜２４〜
２７は形成される。しかし、これらの部分は下部電極２
２と接していないため、磁気抵抗効果膜として機能しな
い。磁気抵抗効果膜として機能するのは、下部電極２２
に接する部分だけである。また、図２に示すように、多
層膜上に、厚さ２０ｎｍのＡｕからなる上部電極２８を
形成した。
【００１７】表２に、形成した多層膜の磁気抵抗変化率
を示す。磁気抵抗変化率は、多層膜に−４０ｋＡ／ｍか
ら＋４０ｋＡ／ｍの磁界を往復印加して測定した。この
多層膜では磁性層２６が反強磁性層２７に接しているた
め、磁性層２４の磁化の方向のみが変化し、２層の磁性
層２４，２６の磁化のなす角度が平行と反平行の間を変
化する。そのため、絶縁層２５をトンネリングする電子
のトンネル確率が変化して磁気抵抗効果が生じる。な
お、表２に示した磁気抵抗変化率は試料１０個を測定し
た平均の値である。
を示す。磁気抵抗変化率は、多層膜に−４０ｋＡ／ｍか
ら＋４０ｋＡ／ｍの磁界を往復印加して測定した。この
多層膜では磁性層２６が反強磁性層２７に接しているた
め、磁性層２４の磁化の方向のみが変化し、２層の磁性
層２４，２６の磁化のなす角度が平行と反平行の間を変
化する。そのため、絶縁層２５をトンネリングする電子
のトンネル確率が変化して磁気抵抗効果が生じる。な
お、表２に示した磁気抵抗変化率は試料１０個を測定し
た平均の値である。
【００１８】
【表２】 表２から分かるように、Ａｌを酸化させた絶縁層を用い
た比較例の多層膜の磁気抵抗変化率は比較的低い。これ
は、形成したＡｌ層の平坦性が悪く、薄い部分と厚い部
分が存在し、ピンホールによる磁性層２４と磁性層２６
の短絡が生じたりするためである。これに対し、Ｔｉ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ層を酸化させた場合には、
磁気抵抗変化率は高い。これは、これらの層の平坦性が
良いために、均一な厚さの絶縁層が形成されたためと考
えられる。［実施の形態３］実施の形態２で述べた型の
磁気抵抗効果素子を用い、磁気ヘッドを作製した。この
場合、絶縁体の穴は、５μｍ×５μｍの正方形である。
磁気ヘッドの構造を以下に示す。図３は、本実施の形態
による記録再生分離型ヘッドの一部を切断した斜視図で
ある。磁気抵抗効果素子３１をシールド層３２，３３で
挾んだ部分が再生ヘッドとして働き、コイル３４を挾む
下部磁極３５、上部磁極３６の部分が記録ヘッドとして
働く。
た比較例の多層膜の磁気抵抗変化率は比較的低い。これ
は、形成したＡｌ層の平坦性が悪く、薄い部分と厚い部
分が存在し、ピンホールによる磁性層２４と磁性層２６
の短絡が生じたりするためである。これに対し、Ｔｉ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ層を酸化させた場合には、
磁気抵抗変化率は高い。これは、これらの層の平坦性が
良いために、均一な厚さの絶縁層が形成されたためと考
えられる。［実施の形態３］実施の形態２で述べた型の
磁気抵抗効果素子を用い、磁気ヘッドを作製した。この
場合、絶縁体の穴は、５μｍ×５μｍの正方形である。
磁気ヘッドの構造を以下に示す。図３は、本実施の形態
による記録再生分離型ヘッドの一部を切断した斜視図で
ある。磁気抵抗効果素子３１をシールド層３２，３３で
挾んだ部分が再生ヘッドとして働き、コイル３４を挾む
下部磁極３５、上部磁極３６の部分が記録ヘッドとして
働く。
【００１９】以下に、このヘッドの作製方法を示す。Ａ
ｌ2Ｏ3・ＴｉＣを主成分とする焼結体をスライダ用の基
板３７とした。シールド層、記録磁極にはスパッタリン
グ法で形成したＮｉ−Ｆｅ合金を用いた。各磁性膜の膜
厚は、以下のようにした。上下のシールド層３２，３３
は１．０μｍ、下部磁極３５、上部磁極３６は３．０μ
ｍ、各層間のギャップ材としてはスパッタリングで形成
したＡｌ2Ｏ3を用いた。ギャップ層の膜厚は、シールド
層と磁気抵抗効果素子間で０．２μｍ、記録磁極間では
０．４μｍとした。さらに再生ヘッドと記録ヘッドの間
隔は約４μｍとし、このギャップもＡｌ2Ｏ3で形成し
た。コイル３４には膜厚３μｍのＣｕを使用した。
ｌ2Ｏ3・ＴｉＣを主成分とする焼結体をスライダ用の基
板３７とした。シールド層、記録磁極にはスパッタリン
グ法で形成したＮｉ−Ｆｅ合金を用いた。各磁性膜の膜
厚は、以下のようにした。上下のシールド層３２，３３
は１．０μｍ、下部磁極３５、上部磁極３６は３．０μ
ｍ、各層間のギャップ材としてはスパッタリングで形成
したＡｌ2Ｏ3を用いた。ギャップ層の膜厚は、シールド
層と磁気抵抗効果素子間で０．２μｍ、記録磁極間では
０．４μｍとした。さらに再生ヘッドと記録ヘッドの間
隔は約４μｍとし、このギャップもＡｌ2Ｏ3で形成し
た。コイル３４には膜厚３μｍのＣｕを使用した。
【００２０】上記磁気ヘッドを用いて磁気ディスク装置
を作製した。図４は磁気ディスク装置の構造を示し、図
４（ａ）は平面図、図４（ｂ）はそのＡＡ′断面図であ
る。磁気記録媒体駆動部４２により回転する磁気記録媒
体４１には、残留磁束密度０．７５ＴのＣｏ−Ｎｉ−Ｐ
ｔ−Ｔａ系合金からなる材料を用いた。磁気ヘッド駆動
部４４により保持された磁気ヘッド４３のトラック幅は
５μｍとした。
を作製した。図４は磁気ディスク装置の構造を示し、図
４（ａ）は平面図、図４（ｂ）はそのＡＡ′断面図であ
る。磁気記録媒体駆動部４２により回転する磁気記録媒
体４１には、残留磁束密度０．７５ＴのＣｏ−Ｎｉ−Ｐ
ｔ−Ｔａ系合金からなる材料を用いた。磁気ヘッド駆動
部４４により保持された磁気ヘッド４３のトラック幅は
５μｍとした。
【００２１】本実施の形態の磁気ヘッドに用いた再生用
の磁気抵抗効果素子は、従来の磁気抵抗効果素子よりも
再生出力は高いが、ノイズも大きい。このため、記録再
生信号処理系により、ある決められた値以上の信号が検
出された時に、その信号が磁気記録媒体上に記録されて
いることとした。トンネリング型磁気抵抗効果素子は、
磁気抵抗変化率が高く、超高密度磁気記録装置用の再生
用磁気ヘッドとして有効である。ノイズが大きいことの
問題は、上述の方法で回避できた。
の磁気抵抗効果素子は、従来の磁気抵抗効果素子よりも
再生出力は高いが、ノイズも大きい。このため、記録再
生信号処理系により、ある決められた値以上の信号が検
出された時に、その信号が磁気記録媒体上に記録されて
いることとした。トンネリング型磁気抵抗効果素子は、
磁気抵抗変化率が高く、超高密度磁気記録装置用の再生
用磁気ヘッドとして有効である。ノイズが大きいことの
問題は、上述の方法で回避できた。
【００２２】本発明によると、絶縁膜としてＡｌの酸化
膜を用いた場合に比べて再生出力がほぼ３倍となり、高
記録密度化に対応できる磁気ヘッド、及びその磁気ヘッ
ドを組み込んだ超高密度磁気記録装置を得ることができ
る。
膜を用いた場合に比べて再生出力がほぼ３倍となり、高
記録密度化に対応できる磁気ヘッド、及びその磁気ヘッ
ドを組み込んだ超高密度磁気記録装置を得ることができ
る。
【００２３】
【発明の効果】上述のように、磁性層、絶縁層、磁性層
の順に形成されている多層膜を用いた磁気抵抗効果型ヘ
ッドにおいて、上記絶縁層をＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａの酸化物とすることにより、絶縁層の厚さが均
一になり、磁気抵抗効果型ヘッドの出力が高くなる。ま
た、上記磁気抵抗効果型ヘッドを用いることにより高性
能磁気記録再生装置を得ることができる。
の順に形成されている多層膜を用いた磁気抵抗効果型ヘ
ッドにおいて、上記絶縁層をＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａの酸化物とすることにより、絶縁層の厚さが均
一になり、磁気抵抗効果型ヘッドの出力が高くなる。ま
た、上記磁気抵抗効果型ヘッドを用いることにより高性
能磁気記録再生装置を得ることができる。
【図１】本発明の磁気抵抗効果素子の一例の断面模式
図。
図。
【図２】本発明の磁気抵抗効果素子の他の例の断面模式
図。
図。
【図３】本発明の磁気記録再生装置に用いた磁気ヘッド
の構造を示す斜視図。
の構造を示す斜視図。
【図４】磁気ディスク装置の構造を示す図。
１１，２１…基板、１２，２２…下部電極、１３，２３
…絶縁体、１４，１６，２４，２６…磁性層、１２，２
５…絶縁層、１７，２８…上部電極、２７…反強磁性
層、３１…磁気抵抗効果素子、３２，３３…シールド
層、３４…コイル、３５…下部磁極、３６…上部磁極、
３７…基板、４１…磁気記録媒体、４２…磁気記録媒体
駆動部、４３…磁気ヘッド、４４…磁気ヘッド駆動部、
４５…記録再生信号処理系
…絶縁体、１４，１６，２４，２６…磁性層、１２，２
５…絶縁層、１７，２８…上部電極、２７…反強磁性
層、３１…磁気抵抗効果素子、３２，３３…シールド
層、３４…コイル、３５…下部磁極、３６…上部磁極、
３７…基板、４１…磁気記録媒体、４２…磁気記録媒体
駆動部、４３…磁気ヘッド、４４…磁気ヘッド駆動部、
４５…記録再生信号処理系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 昇 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 第１の磁性層、絶縁層、第２の磁性層の
順に形成されている多層膜を用いた磁気抵抗効果型ヘッ
ドにおいて、上記絶縁層が、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａの群から選択された１つの元素の酸化物又は複
数の元素からなる合金の酸化物からなることを特徴とす
る磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項２】 請求項１に記載の磁気抵抗効果型ヘッド
において、前記第１の磁性層又は第２の磁性層に反強磁
性層が接していることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッ
ド。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の磁気抵抗効果型
ヘッドと誘導型磁気ヘッドとを組み合わせたことを特徴
とする磁気ヘッド。 - 【請求項４】 請求項１，２又は３に記載の磁気ヘッド
を備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33589897A JP3148703B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33589897A JP3148703B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11175921A true JPH11175921A (ja) | 1999-07-02 |
| JP3148703B2 JP3148703B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=18293613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33589897A Expired - Fee Related JP3148703B2 (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3148703B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6731477B2 (en) | 2001-09-20 | 2004-05-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Current-perpendicular-to-plane spin-valve sensor with metallic oxide barrier layer and method of fabrication |
| JP2004519859A (ja) * | 2001-03-15 | 2004-07-02 | マイクロン テクノロジー インコーポレイテッド | Ｍｒａｍ構造を側壁によって閉じ込める、自己整合型かつトレンチなし磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ｍｒａｍ）構造 |
| FR2860910A1 (fr) * | 2003-10-10 | 2005-04-15 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif a jonction tunnel magnetique et procede d'ecriture/lecture d'un tel dispositif |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP33589897A patent/JP3148703B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004519859A (ja) * | 2001-03-15 | 2004-07-02 | マイクロン テクノロジー インコーポレイテッド | Ｍｒａｍ構造を側壁によって閉じ込める、自己整合型かつトレンチなし磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ｍｒａｍ）構造 |
| US6731477B2 (en) | 2001-09-20 | 2004-05-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Current-perpendicular-to-plane spin-valve sensor with metallic oxide barrier layer and method of fabrication |
| FR2860910A1 (fr) * | 2003-10-10 | 2005-04-15 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif a jonction tunnel magnetique et procede d'ecriture/lecture d'un tel dispositif |
| WO2005036559A1 (fr) * | 2003-10-10 | 2005-04-21 | Commissariat A L'energie Atomique | Dispositif à jonction tunnel magnétique et procédé d'écriture/lecture d'un tel dispositif |
| US7480175B2 (en) | 2003-10-10 | 2009-01-20 | Commissariat A L'energie Atomique | Magnetic tunnel junction device and writing/reading for said device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3148703B2 (ja) | 2001-03-26 |
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